ИНЕРТНЫЙ ПЛАСТИЗОЛЬНЫЙ СОСТАВ Российский патент 2012 года по МПК C06B23/00 

Изобретение относится к оборонной технике и может быть использовано для изготовления габаритно-массовых имитаторов (ГМИ) боеприпасов.

Предлагаемый инертный пластизольный состав может имитировать по плотности различные взрывчатые пластизольные смеси. Инертный пластизольный состав может храниться в составе ГМИ без физических изменений в течение длительного времени (не менее 11 лет).

Инертный пластизольный состав представляет собой высококонцентрированную дисперсию инертных порошкообразных наполнителей в связующем, состоящем из пластификатора и полимера.

Известны инертные пластизольные смеси ИЛП и ИЛА по ТУ 84-08628424-763-2002, применяемые для изготовления ГМИ. Гарантийный срок хранения ИЛА и ИЛП в составе изделия - 1 год.

Смеси ИЛП и ИЛА приняты в качестве прототипа как наиболее близкие по компонентному составу и физическим свойствам. В таблице 1 приведен компонентный состав и свойства этих смесей.

Как видно из табл.1, в техническом решении, принятом за прототип, предлагаются только две композиции - с большей и меньшей плотностями.

Однако плотность имитируемых взрывчатых пластизольных составов не ограничивается двумя значениями. Диапазон плотности взрывчатых пластизольных составов - от 1,78 до 1,92 г/см³.

Из таблицы 1 видно также, что для получения состава с меньшей плотностью (ИЛА) необходимо изменить соотношение «тяжелого» (алюминиевый порошок) и «легкого» (натрий хлористый) компонентов и увеличить содержание пластификатора. Увеличение содержания пластификатора приводит к увеличению времени отверждения состава.

Кроме того, избыток пластификатора может в процессе эксплуатации выделяться на поверхность отвержденного состава и вытекать из изделия. Последнее явление наблюдается в процессе хранения изделий, снаряженных смесями ИЛП и ИЛА, что приводит к выбраковке изделий.

Основными недостатками технического решения, принятого за прототип, являются:

- ограниченный ассортимент составов по плотности;

- наличие нестабильных эксплуатационных характеристик ГМИ, наполненных смесями;

- ограниченный гарантийный срок хранения в составе ГМИ, который не обеспечивает выполнение требований, предъявляемых к изделиям.

Предлагаемое изобретение направлено на создание стабильного инертного пластизольного состава, хранящегося без физических изменений в течение длительного времени и способного имитировать взрывчатые пластизольные составы различной плотности.

Указанный технический результат достигается использованием в рецептуре инертного состава пластизольного связующего, включающего сополимер (сополимера метилметакрилата и метакриловой кислоты):пластификатор (триацетин) в соотношении (0,4-0,6):1, при этом регулирование плотности состава осуществляется введением полых стеклянных микросфер.

Предлагаемая рецептура инертной композиции состоит из следующих компонентов, вес.%:

- соль пищевая 50-60 - алюминиевый порошок 20-30 - пластизольная связка   (соотношение сополимер:триацетин (0,4-0,6):1) 15-20 - стеклянные полые микросферы до 2%

(сверх указанной рецептуры).

Микросферы вводят в готовый состав постепенно небольшими порциями до достижения требуемой плотности. Необходимое количество микросфер в составе рассчитывается, исходя из значения истинной плотности микросфер, массы состава и требуемого значения плотности. Способ расчета приведен в примере 2.

Сопоставительный анализ признаков прототипа и заявляемого технического решения показывает, что заявленный состав отличается от составов ИЛА и ИЛП:

- меньшим содержанием пластизольного связующего;

- новым соотношением сополимера и пластификатора в пластизольном связующем;

- наличием стеклянных полых микросфер.

Использование вышеперечисленных признаков в предлагаемом изобретении позволяет получить следующее:

- повысить надежность эксплуатационных характеристик ГМИ за счет исключения выделение из отвержденного состава пластификатора;

- максимально приблизить плотность инертных пластизольных составов к плотности взрывчатых пластизольных составов за счет использования микросфер.

- увеличить срок хранения состава в ГМИ.

Для установления гарантийного срока хранения (ГСХ) составов были проведены ускоренные климатические испытания (УКИ): образцы (цилиндры размером 20×30 мм) последовательно подвергали воздействию климатических факторов:

- повышенной температуры среды - плюс (60±3)°C в течение 24 ч;

- пониженной температуры среды - минус (60±3)°C в течение 6 ч;

- изменениям температуры среды от плюс (25±3)°C до минус (15±3)°C с выдержкой при каждой температуре в течение 1 часа.

Количество переходов через 0°C - 8.

Приведенная последовательность соответствует одному циклу.

Количество циклов - 11.

Выделение пластификатора после испытаний не отмечено. Установлено, что прочность составов после УКИ возрастает, что свидетельствует об отсутствии их структурного разрушения. Физико-механические свойства ИПС до и после УКИ представлены в таблице 2.

По результатам УКИ установлена принципиальная возможность хранения заявляемого состава в течение 11 лет.

По результатам анализа уровня техники не выявлено аналогов, имеющих признаки, сходные с заявляемым решением, следовательно, можно считать, что заявляемый инертный пластизольный состав является новым и обладает достаточным изобретательским уровнем.

Ниже приведены экспериментальные и теоретические данные, подтверждающие стабильность состава и возможность эффективного регулирования его плотности полыми стеклянными микросферами.

Пример 1. Примером конкретного воспроизведения данного технического решения может служить состав, использовавшийся для наполнения габритно-массового имитатора серийного изделия. Состав содержал 1% микросфер. Плотность полученного состава - 1,81 г/см³. Использование указанного состава позволило получить габаритно-массовый имитатор требуемой массы. Имитатор прошел необходимый контроль и находится в эксплуатации более 1 года.

Пример 2. Регулирование плотности инертных пластизольных композиций осуществляется расчетным путем по формуле:

где m_сф - масса микросфер, г;

m₀ - масса состава без микросфер, г;

ρ - требуемое значение плотности состава, г/см³;

ρ_сф - истинная плотность микросфер, г/см³;

ρ₀ - плотность состава без микросфер, г/см³.

Например, если плотность состава без микросфер - 1,92 г/см³, а требуемая плотность - 1,82 г/см³, то на каждый килограмм состава следует добавить следующее количество микросфер с плотность 0,31 г/см³:

m_сф=1·(1,82/1,92-1)/(1-1,82/0,31)=0,01 кг.

Предложенный в данном изобретении способ регулирования плотности был успешно применен для получения состава с заданной плотностью. В готовый состав (240 кг) с плотностью 1,88 г/см³ вводились микросферы с плотностью 0,31 г/см³ в количестве 1% от массы состава. Перемешивание состава с микросферами осуществлялось в смесителе объемного типа в течение 30 минут. Как и предполагалось, плотность состава снизилась до требуемого значения - с 1,88 г/см³ до 1,80 г/см³.

Вышеизложенные сведения о заявляемом составе, охарактеризованном в формуле изобретения, свидетельствуют о возможности его осуществления с помощью известных средств и методов. Следовательно, заявляемый инертный состав соответствует условию промышленная применимость.

Таблица 1 Инертные пластизольные смеси ИЛИ и ИЛА Наименование показателя Норма для смеси ИЛП ИЛА 1. Внешний вид Пастообразная масса серого цвета 2. Массовая доля компонентов, %     - триацетин 16 17 - акриловый сополимер 5 6 - алюминиевый порошок 28 11 - натрий хлористый 51 66 - пудра алюминиевая (сверх 100%) 0,5 1 3. Плотность расчетная, г/см³ 1,95 1,85

Таблица 2 Физико-механические свойства ИПС до и после УКИ Показатель ИПС ИПС+1% микросфер до УКИ после до УКИ после Прочность при сжатии МПа 2,1 2,7 2,2 2,6 Модуль упругости, МПа 10,5 52,5 11,9 47,4 Относительная деформация при сжатии, % 24,7 10,9 21,0 14,2

Изобретение относится к оборонной технике и может быть использовано для изготовления габаритно-массовых имитаторов (ГМИ) боеприпасов. Инертный пластизольный состав может имитировать по плотности различные взрывчатые пластизольные смеси. Состав представляет собой высококонцентрированную дисперсию инертных порошкообразных наполнителей (пищевую соль и алюминиевый порошок) в связующем, состоящем из пластификатора и полимера. В качестве пластификатора применяют триацетин, в качестве полимера - сополимер метилметакрилата и метакриловой кислоты в соотношение масс пластификатора и сополимера (0,4-0,6):1. Дополнительно для регулирования плотности в состав могут быть добавлены стеклянные полые микросферы в количестве до 2 мас.%. Изобретение обеспечивает стабильность при хранении пластизольного состава за счет отсутствия физических изменений в течение длительного времени, а также способность имитировать взрывчатые составы различной плотности. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 2 пр.

1. Инертный пластизольный состав, содержащий соль пищевую, алюминиевый порошок, жидкий пластификатор, полимер полиакрилового ряда, отличающийся тем, что он содержит в качестве пластификатора - триацетин, в качестве полимера - сополимер метилметакрилата (ММА) и метакриловой кислоты (МА) в соотношении масс пластификатора и сополимера (0,4-0,6):1 при следующем содержании компонентов, мас.%:
соль пищевая 50-60 алюминиевый порошок 20-30 пластизольная связка, в том числе:   сополимер ММА с МА с триацетином   в соотношении: (0,4-0,6):1 15-20

2. Инертный состав по п.1, включающий стеклянные полые микросферы в количестве до 2 мас.%.